• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.1-11
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• 2014

본 연구에서 프로그래밍 교육과정의 내용 요소는 정보과학 영재가 아닌 과학영재학생들을 위한 도구교과로 설계되었다. 먼저, 도구교과로써의 프로그래밍 교육과정은 2학기 동안의 수업 결과를 바탕으로, 프로그래밍의 이해, 객체지향 프로그래밍, 시뮬레이션 프로그래밍의 3영역으로 구성하여 내용요소를 설계하였다. 그 후, 과학영재 고등학교 학생들에게 수학, 과학 수업이나 연구에서 활용 가능 여부 확인을 위해, 한 학기동안 수업 및 프로젝트과제, 문제해결과제를 수행하였다. 연구 결과를 통해, 학생들이 Computational thinking 기반의 문제해결능력 뿐 아니라 수학, 과학 분야에서의 수치 해석 및 시뮬레이션 프로그램 개발 역량이 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 학생들은 프로그래밍 학습이 과학, 수학 공부나 연구를 하는데 필요한 도구교과라는 생각으로 바뀐 것을 알 수 있었다. 본 연구결과가 과학영재학교에서 도구교과 성격으로서의 정보 교과의 프로그래밍 교육과정을 설계하는데 가이드라인을 제시할 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.1-13
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• 2020

지능정보사회에 진입함에 따라 인공지능 교육에 대한 연구가 활발히 진행되었지만, 선행 연구에서 연구 대상은 편중되어 있고, 인공지능에 대한 태도를 분석하는 연구가 진행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 고등학생의 인공지능을 측정할 수 있는 검사 도구를 개발하고, 개발한 검사 도구를 통하여 고등학생의 인공지능에 대한 태도를 분석하였다. 검사 도구 개발을 위하여 예비 검사 도구를 고등학생 229명에게 적용하고, 검사 결과를 탐색적 요인 분석으로 분석하였다. 고등학생의 인공지능에 대한 태도를 분석하기 위하여 검사 도구를 고등학생 481명에게 실시하고, 검사 결과를 요인에 따라 분석하였다. 연구 결과, 고등학생의 인공지능에 대한 태도는 성별에 따른 차이가 존재하지 않았지만, 학년에 따라 유의한 차이가 나타났다. 또한, 인공지능 관련 경험에 따라 고등학생의 인공지능에 대한 태도는 유의한 차이가 존재하였다. 인공지능의 직, 간접 경험, 프로그래밍 경험, 인공지능 활용 경험이 있는 고등학생은 경험이 없는 학생보다 인공지능에 대한 태도가 긍정적이었다. 반면에 인공지능 교육 경험은 고등학생의 인공지능에 대한 태도가 부정적으로 변화하는 데 영향을 주었다. 마지막으로 인공지능에 대한 관심이 높을수록 고등학생의 인공지능에 대한 태도가 긍정적인 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권2호
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• pp.93-102
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• 2021

본 연구에서는 '예상하지 못한 현상'을 관찰한 고등학생들이 설정하는 탐구문제 특징을 조사하고, 탐구문제 설정에 있어 과학적 정보 제공이 미치는 영향을 확인하였다. 연구 대상은 서울시 소재 인문계 고등학교 2학년 학생 126명으로, 이들은 A집단 (N=66)과 B집단(N=60)으로 무작위 구분되었다. 연구 과정에서 모든 학생들은 약 45초 분량의 예상하지 못한 현상 영상을 20분간 반복하여 시청하고 영상과 관련하여 자신이 수행하고 싶은 탐구주제를 활동지에 자유롭게 작성하였다. 이때 B집단 학생들에게 제공된 활동지에만 예상하지 못한 현상에 관한 과학적 정보가 추가적으로 포함되어 있던 것이 특징이었다. 연구 결과, 학생들은 집단에 관계 없이 예상하지 못한 현상에 대하여 '원인 지향 탐구문제 (현상의 원인을 밝히고자 함)'보다는 '호기심 지향 탐구문제 (현상의 이유보다는 자신이 하고 싶은 탐구를 함)'를 더 많이 설정하는 경향이 있었다. 호기심 지향 탐구문제 중에서는 '새로운 결과 탐구문제 (실험상황 등을 단순 조작하여 어떤 새로운 결과가 나타나는지를 탐구)'가 대부분을 비중을 차지하였다. 또한, 과학적 정보를 제공받은 학생들은 그렇지 않은 학생들에 비해 제공된 정보를 유의미하게 더 많이 이용하여 탐구문제를 설정하는 경향이 있지만 (χ²(1)=8.996, p<.01), 그렇다고 할지라도 이들이 원인 지향 탐구문제를 유의미하게 더 많이 설정하게 되는 것은 아니라는 사실도 확인되었다 (χ²(1)=1.376, p>.05). 연구 결과는 제공된 정보의 부족, 제공된 정보의 내면화 기회 부족, 개인적 호기심 추구 성향, 직관적 사고 성향 등 네 가지 관점에서 논의되었고, 이를 통해 탐구문제 설정에 대한 시사점이 제안되었다.

• 대한화학회지
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• 제56권5호
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• pp.617-627
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• 2012

본 연구에서는 사범대학 과학교육과에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교 교육과정에 해당하는 화학 개념의 이해도와 문제 해결 능력을 관련 문항을 이용하여 조사하였다. 연구 결과, 오답을 선택하며 문제 해결에 필요한 정확한 개념을 가지지 못하는 예비 과학 교사들이 모든 문항에서 발견되었다. 이 결과의 원인을 찾기 위한 심층 질문을 통해 일부 예비 과학 교사에게서 나타난 몇 가지 사실을 확인할 수 있었다. 첫째, 예비 과학 교사들은 고등학생들에 비해 상대적으로 정확한 개념을 가지고 있었지만 몇몇 개념들에 대해서 고등학생들과 동일한 오개념을 가지고 있었다. 둘째, 과학개념의 일반적 정의나 의미는 알고 있었지만 교육과정 상 강조하는 내용을 정확히 이해하지 못하였으며, 시각적으로 인지된 정보로 문제를 해결하려는 경향이 있었다. 셋째, 문제 해결과 관련된 일반적 개념의 필요성은 인식하는 반면 탐구와 관련하여 문제 해결에 필수적인 능력을 간과하거나 문제 해결에 도움이 되지 않는 상위 교육과정의 필요성을 제안하는 경향이 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권3호
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• pp.321-335
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• 2019

본 연구는 학생 경험이 과학 자기효능감 향상에 어떻게 영향을 주었는지를 탐색하여, 이를 바탕으로 과학 자기효능감 향상 과정에 대한 구조적 모형을 제안하였다. 본 연구에는 자연계열 고등학생 25명이 연구에 참여하였다. 근거이론에 의한 면담 자료의 코딩을 통해 과학 자기효능감과 관련된 10개의 범주를 도출하고 패러다임 분석을 통해 과학 자기효능감 향상 과정 모형을 개발하였다. 연구 결과, '과학 학습에 대한 기대감'을 가진 학생들이 자연계열을 선택하여 과학을 학습하는 과정에서 '과학 학습에 대한 개인 역량'과 '외부에서의 영향'의 맥락 작용을 통해 과학 자기효능감의 향상이 이루어지며, '내재적 불안 요인'과 '외재적 요인'의 중재적 조건을 받으며, 도입, 향상, 조절, 결과의 4단계를 순환하는 것을 알 수 있었다. 이때 중심현상은 '과학 자기효능감 향상'이다. 본 연구 결과는 교육현장에서 학생의 과학 자기효능감에 영향을 주는 교수전략 개발에 필요한 기초 정보를 제공한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.693-703
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• 2018

지식 정보화 사회에서 가장 중요한 역량 중의 하나는 지식정보처리 역량일 것이다. 지식정보처리역량은 2015 개정 교육과정의 핵심역량이기도 하면서 과학 교과와 매우 관련이 깊다. 역량교육의 필요성에 대해서는 많은 사람들이 공감하지만 수업 내에서의 실천은 교사의 의지에 달려있다. 따라서 지식정보처리역량에 대한 과학교사들의 인식과 수업실태를 조사하였다. 조사 방법은 서울의 중학교 교사 32명과 고등학교 교사 32명의 객관식 및 주관식 설문과 지식정보처리역량과 관련된 수업을 진행하는 교사 3인의 면담 결과를 분석하였다. 연구 결과 지식정보처리역량에 대해서 모든 교사가 그 중요성을 공감하였으며 정보화 사회라는 시대적 흐름과 과학적 역량 함양이라는 교과 목표와 연관지어 인식하고 있었다. 그러나 수업에서 실천하는 경우는 많지 않았는데, 이는 설문 결과는 수업 시간의 부족으로, 면담 결과에서는 교사의 PCK 부족을 꼽았다. 지식정보처리역량 관련 연수 경험은 절반 정도였으나 대부분 정보활용 교육에 관련된 것으로 수집과 분석 부분에 대한 연수가 필요함을 의미한다. 지식정보처리역량의 요소별 중요도는 정보수집, 분석, 활용 모두 매우 높았으며 그 중 정보분석이 가장 높았다. 대부분은 중학교 교사의 중요도 인식이 더 컸으나 그 차이가 유의하지 않았다. 정보수집 요소에서 정보원의 중요성에 대해서는 고등학교 교사의 인식이 유의 수준에서 더 높았다. 지식정보처리역량의 함양을 위해서는 과학 교과 수업시간에 정보처리역량을 강조할 수 있도록 과학 탐구의 의미를 확대하고 타교과와의 연계 방안도 고려할 수 있다. 또한 지식정보처리역량 함양이 교과 교육내에서 자연스럽게 이루어지기 위해서 제도적 뒷받침과 역량의 특성을 고려한 교수학습방법 개발이 필요할 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.315-318
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• 2019

본 논문은 화학에서 사용되는 2가지 산, 염기 모델에 대한 이해를 높이고자 각 모델의 핵심 알고리즘가 반영된 단계별 교육용 콘텐츠를 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해 먼저 Arrhenius와 Brønsted-Lowry 모델이 갖는 핵심 알고리즘을 탐색하였으며, 이러한 핵심 알고리즘을 반영된 단계별 교육용 콘텐츠를 JAVA를 이용하여 개발하였다. 개발된 교육용 콘텐츠는 총 5단계로 구성되어 있다. 1단계는 화학에서 다루어지는 입자들이 개별적으로 무작위하게 운동함으로 표현하였으며, 2단계는 화학반응이란 이러한 무작위적 운동 중 입자 간 충돌에 의해 반응이 개시됨을 보여주었다. 3단계에서는 단일입자에 대해 정반응과 역반응을 동시에 고려한 진행되는 상황을, 4단계는 여러 입자가 동시다발적으로 정반응과 역반응에 참여한 상황을 구현하였다. 마지막 5단계는 정반응과 역반응의 공존의 비율이 다른 상황을 통해 평형상수의 의미를 고찰하도록 하였다. 창발적 사고의 핵심은 여러 입자를 생각하는 확률적 사고와 이러한 여러 입자가 개별적으로 움직인다는 사고가 반영되어야 한다. 이 연구에서 개발한 교육콘텐츠를 활용한다면 학생들이 보다 창발적 사고를 하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 지식정보인프라
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• 통권10호
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• pp.64-69
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• 2002

정보화시대를 맞이하여 어느 분야를 막론하고 필요한 정보의 보유와 이용은 생산성이나 경쟁력과 밀접한 관계를 갖고 있다. 식물이 인류 생활에 여러 가지고 이용되어 있고 식물을 빼놓고는 인류의 생존과 번영은 생각할 수도 없다. 한편, 식물의 분류에 대한 정보가 없이는 식물을 이용하여 이루어지는 어떠한 의사전달이나 연구도 불가능하다. 따라서, 우리 나라 식물의 분류 정보를 국가적으로 축적해서 쉽게 이용할 수 있도록 하는 것은 국가경쟁력 확보에 필수적인 일이다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제50권4호
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• pp.340-347
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• 2007

목 적 : 현행 중 고등학교 교과서 중 '기술가정', '가정과학' 교과서에 소아의 건강 관리 및 육아에 관한 내용이 수록되어 있어, 이 들 교과서의 내용이 의학적으로 적절한지를 살펴보고 만약 부정확하거나 틀린 내용 혹은 근거가 없는 내용이 수록되어 있다면 이를 시정하여 잘못된 정보가 전달되지 않도록 하기 위하여 검정교과서를 검토해 보았다. 방 법 : 2007년 발행된 중 고등학교 교과서 중 '기술가정', '가정과학' 교과서 47편을 대상으로 하였고, 각 교과서에서 소아의 건강 관리 및 육아에 관련된 내용이 차지하는 비중과 부적절한 내용을 찾아 정의가 잘못된 경우, 정보 자체가 틀린 경우, 부연 설명이 부족한 경우 등으로 나누었으며, 각 교과서의 저자들의 전공분야도 함께 분석해 보았다. 결 과 : 중학교 '기술가정'에서는 청소년기의 정신 및 신체적 변화와 영양에 대해 다루고 있었고, 고등학교 '기술가정', '가정과학'의 경우, 결혼 및 육아에 대해 다루고 있었다. 각각이 차지하는 비중은 중학교 '기술가정'이 평균 27.5%, 고등학교 '기술가정' 및 '가정과학'이 평균 11.7%였다. 내용에 있어서는 정의가 잘못된 경우로는 신생아 및 영아기의 연령 구분이 가장 많았고, 내용 자체가 틀렸거나 부정확한 경우는 주로, 숫구멍, 원시반사, 모유 및 이유식 등에 관한 내용들이었으며, 이 밖에도 배꼽소독 및 영유아의 발달 단계 등에 관해 부적절한 정보를 전달하고 있었다. 예방 접종표는 개정판이 아닌 1997년판을 사용하고 있었다. 부연설명이 부족했던 경우로는 태아기의 설명이나 증상만으로 의심해 볼 질병에 대한 기술이 너무 비약적이어서 혼란을 야기할 가능성이 많았다. 모유수유나 이유식에 대해서도 기술이 불충분하거나 적절하지 못하여 잘못된 인식을 가지기 쉬운 부분이 많았다. 이들 중학교와 고등학교 교과서 저자들의 전공을 살펴보면 가정 계열이 각각 75.7%, 74.1%로 가장 많았으며, 그 다음으로 현직 교사 및 장학사가 각각 24.3%, 25.9%를 나타내었고, 집필 과정에서 관련 의학 전문 학술단체나 전문가의 검토를 거친 근거는 없었다. 결 론 : 교과서 내에 소아의 건강 관리 및 육아에 관한 내용을 기술할 때 '대한소아과학회'와 같은 전문 학술단체의 감수를 거쳐 정확한 의학 정보를 제공함으로써 중 고등학교 학생들이 실생활에 적용하는데 있어 혼란이 초래되지 않도록 교과서 집필 과정을 시급히 개선하여야 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.129-132
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• 2022

초해상화란 저화질의 이미지를 고화질의 이미지로 변환하는 과정이다. 본 연구에서는 ESPCN 을 이용하여 연구를 진행하였다. 초해상화 심층 신경망에서 각 노드를 거칠 때 가중치를 결정하는 활성화 함수에 따라 같은 입력 데이터를 받더라도 다른 품질의 이미지가 출력될 수 있다. 따라서 활성화 함수 ReLU, ELU, Swish를 적용시켜 같은 입력 이미지에 대한 출력 이미지의 품질을 비교하여 초해상화에 가장 적합한 활성화 함수를 찾는 것이 이 연구의 목적이다. 초해상화를 위한 Dataset은 BSDS500 Dataset을 사용하였으며, 전처리 과정에서 이미지를 정사각형으로 자른 뒤 저화질화 하였다. 저화질화된 이미지는 모델의 입력 이미지에 사용되었고, 원본 이미지는 이후 출력 이미지와 비교하여 평가하는데 사용되었다. 학습 결과 머신 러닝에 주로 쓰이는 ReLU보다는 그 단점이 개선된 ELU, swish가 훈련 시간은 오래 걸렸지만 좋은 성능을 보였다.